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甘肃西和青羊峡铅锌矿地质特征及成因

2020-12-10

中国金属通报 2020年6期
关键词:千枚岩硅化铅锌矿

师 杨

(甘肃省地质矿产勘查开发局第一地质矿产勘查院,甘肃 天水 741020)

1 区域地质背景

矿区位于南秦岭印支陆隆带之北缘。以礼县-麻沿河断裂为界,其北属中秦岭构造带,属华北地块南缘沉积建造,在泥盆纪时沉积了一套典型的磨拉石建造,为中上泥盆统舒家坝群。该断裂带之南,晚古生代以来一直与南秦岭海相通,不论从沉积物组合还是生物特征都与南秦岭一致,均属于正常的扬子型稳定的浅海沉积建造;矿体赋存于泥盆系西汉水群红岭山组地层中,岩性为灰白色厚层块状生屑灰岩、礁灰岩内[1]。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区内出露地层主要为中泥盆统红岭山组(Dhl)和部分上泥盆统双狼沟组(Dsl)的一套以碳酸盐岩为主夹千枚岩、板岩地层。沟谷中见第四系冲洪积物。

(1)红岭山组分布于矿区中部,岩性为灰-深灰色中-厚层状微晶生屑灰岩、生物礁灰岩夹少量泥灰岩、板岩千枚岩,为矿区中主要含矿层位,含珊瑚、腕足类层孔虫、苔藓虫、海百合等。

(2)双狼沟组:分布于矿区北,岩性为灰色薄中层变粉细砂岩、灰色板岩夹粉晶灰岩,及千枚岩。

2.2 构造

(1)褶皱:矿区褶皱十分发育,处于页水河向斜与页水河南野鸡沟背斜之间的次级复式褶皱。次级褶皱轴呈北西西向,呈紧闭,部分呈倒转褶皱。

(2)断裂构造:矿区内断层分布较少,分为两组。一组为近东西向推覆断层,倾向南,倾角55°~70°,另一组为北东向走滑断裂,规模较小。前一组多为成矿前断裂,不少矿体基本上沿断裂分布,后一组多为成矿后断裂,对矿体有一定的破坏。

2.3 岩浆岩

矿区以北10km有草关岩体及候家村岩体,二者均呈小岩株状,面积共约15.5km2。两岩体岩性均由暗色闪长岩、石英二长闪长岩组成。矿区内岩浆岩不发育,仅在其东北部有基性岩脉及酸性岩脉。

2.4 变质作用及围岩蚀变

区内岩性主要为千枚岩、板岩、变泥质粉砂岩、变粉-细晶灰岩等。岩石虽经变质改造,出现变余砂状结构、鳞片变晶结构,但岩石的原始结构构造和层理仍保存良好。根据变质矿物具定向排列,且与区域构造线一致,故定为区域低温动力变质。其变质相应属低绿片岩相绢云绿泥石级。变质时代为海西构造-变质期。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

(1)矿床特征:矿区所有矿体均赋存于中泥盆统西汉水群红岭山组中,与地层产状基本一致,当地层发生褶曲、断裂时,矿体也随之褶曲、断裂,表明矿体与地层有密切关系;矿体均赋存于灰岩或灰岩与千枚岩的虚脱部位之中,当灰岩相变为薄层灰岩、钙质千枚岩时,矿体随之尖灭,表明矿体与岩性关系密切;赋存矿体的围岩,在近矿时,往往含炭质高,且多赋存于生物灰岩、炭质灰岩之中,表明成矿与有机质和生物作用关系密切;矿体赋存纵向位置西高东低,形成向东侧伏的趋势,即是向吴家山隆起部位侧伏,且越向东,矿体较为稳定,变化较小,而向西则多呈薄层零星分枝状态产出,表明矿体的形成与吴家山隆起存在一定的关系;青羊峡铅锌矿床矿体总体走向近东西向,向北陡倾,区内共圈定矿体28 条,其中铅锌矿体27 条,铅锌银矿体1 条。

(2)主矿体特征:1号矿体:分布在矿区西段红岭山组第五岩段之中,该矿体有较多的分叉,呈向斜形态出现,产状:北翼倾向向南,倾角70°~75°;南翼倾向向北,倾角65°~75°。控制长度470m,平均厚度8.07m,平均品位Pb2.08%,Zn4.57%,顶板:生屑灰岩、礁灰岩,界线不清,呈过渡渐变关系;底板岩性为硅化粉砂质板岩、千枚岩。矿石类型为铅锌银硫化物硅化灰岩。

4 号矿体:分布在矿区东段红岭山组第五岩段之中,控制长度650m,斜深190m,平均厚度3.42m,平均品位Pb1.09%,Zn3.19%,产状356°~50°∠61°~85°,顶板:生屑灰岩、礁灰岩,界线不清,呈过渡渐变关系;底板岩性为硅化粉砂质板岩、千枚岩。矿石类型为铅锌银硫化物硅化灰岩。

12 号矿体:分布在矿区东段红岭山组地层中,矿体长785m,斜深330m,平均厚度3.04m,平均品位Pb1.40%,Zn3.55%,产状358°~10°∠64°~77°,顶板岩性为生屑灰岩、礁灰岩,界线不清,呈过渡渐变关系;底板岩性为硅化粉砂质板岩、千枚岩。矿石类型为铅锌银硫化物硅化灰岩。

3.2 矿石质量

(1)矿石成分。矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿,次为黄铁矿,偶见黄铜矿、磁黄铁矿。次生矿物有褐铁矿、菱锌矿、白锌矿、铅钒等。脉石矿物主要为石英、方解石,次为铁方解石、铁白云石、绿泥石、绢云母及炭泥硅质物等[1]。

(2)矿石结构、构造。矿石主要为团块状、浸染状、斑点状、细脉状、层纹状、条带状构造;半自形-它形粒状结构。

(3)矿石类型。矿石自然类型可分为铅锌银硫化矿石和铅锌氧化矿石。

(4)矿体围岩与夹石。矿体围岩:矿体均赋存于厚层-薄中层灰岩中,矿体上、下盘围岩多为灰岩。矿体与围岩间为渐变接触关系,无明显界限。

夹石:岩性均为灰岩,按形态划分为层状、透镜状等夹石。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

青羊峡铅锌矿床位于西成铅锌矿田的西段,该矿床具有明显的沉积特征和再造特征,其成因类型应为喷流沉积型铅锌矿。

在前寒武纪结晶基底形成演化的基础上,加里东期Rodinia大陆受伸展扩张应力作用,沿扬子陆块北缘发生裂解、扩张,寒武纪末-奥陶纪早期的裂解逐渐加强,早古生代裂谷形成。沉积了奥陶系-志留系由浅海相碎屑岩到深水相的钙泥质岩、炭泥质岩石、硅质岩、深水碳酸盐岩等地层。

华力西期秦岭陆块再次伸展-扩张,造就了晚古生代秦岭海槽的发育。继承性的裂陷海槽开始发展,在热驱动力的持续作用下海水下渗对流循环将前泥盆纪基底含矿物质沿同生断裂带入盆地洼地,形成初始富集含矿层,并沉积了中秦岭的泥盆纪、石炭纪、二叠纪地层。

印支造山期使秦岭海盆南北向急剧收缩,扬子陆块与华北陆块碰撞,夹于两板块之间的秦岭海槽受挤压收缩,形成秦岭造山带,此巨大构造应力场主要表现为华北陆块向南仰冲,扬子陆块向北俯冲碰撞,同时伴随大量中酸性岩浆侵入为西秦岭地区多金属矿提供了优越的构造环境和物源条件。

总之,自晋宁运动形成统一的中国板块以来,于早古生代初开始解体,经历了多期次、多世代、多旋迥不同层次是“开”“合”构造演化,形成-富集、定形-定位→改造。铅锌矿床的改造作用是原地的成矿物质经过迁移,经历热液叠加,在构造虚脱部位沉淀富集成矿,形成喷流沉积改造型铅锌矿。

(1)沉积特征。①本矿床远离火成岩体,在成矿上与火成岩无明显的亲缘关系。②矿体均赋存在中泥盆统红岭山组地层中的灰岩中,具有一定的层位。③根据矿石硫同位素测定结果可以认为硫源来自沉积硫酸盐,而且硫源较均一。④矿区含矿层Pb、Zn 等元素背景值较高,说明含矿层中Pb、Zn 元素的沉积浓度较高。⑤主矿体呈似层状,且具多层性。矿石中具有生物碎屑存在,矿石条带状,层纹状构造显示了原生沉积特征。

(2)再造特征。①本矿区矿体产出除受背斜构造鞍部及层间虚脱空间控制外,其一部分矿体、矿化体的展布以及赋存部位,均受一组走向北西西的逆断层控制。②在铅锌矿石中,方铅矿,闪锌矿均有粗粒和细粒相伴出现。细粒是早期沉积的,而粗粒呈脉状。团块状是后期再造而成的。③矿体中,铅锌矿脉,黄铁矿脉、石英方解石脉等比较发育。这些细脉的存在表明曾有过热液活动。④矿体硅化作用强,持续时间长,表明成矿作用的多期性。

4.2 找矿标志

矿区内找矿标志主要有:①红岭山组第一岩性层灰岩构成的背斜构造部位,背斜核部是找矿的有利地段。②红岭山组第五岩性层灰岩层中逆断层发育地段及含炭质高、生物发育地段。③地表岩石硅化强烈,石英岩发育地段。④铁帽和古代开采老硐是直接的找矿标志和找矿线索。

根据该矿区成矿规律,矿体在深部开采时仍会有新的盲矿体出现,尤其是灰岩与千枚岩接触部位,发现新矿体的可能性极大。

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